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KR20210142569A - ESS, UPS conversion solar power generation system - Google Patents

ESS, UPS conversion solar power generation system Download PDF

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KR20210142569A
KR20210142569A KR1020210152057A KR20210152057A KR20210142569A KR 20210142569 A KR20210142569 A KR 20210142569A KR 1020210152057 A KR1020210152057 A KR 1020210152057A KR 20210152057 A KR20210152057 A KR 20210152057A KR 20210142569 A KR20210142569 A KR 20210142569A
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KR
South Korea
Prior art keywords
ess
power
state
ups
load
Prior art date
Application number
KR1020210152057A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박주현
김지훈
김진철
이현우
박준민
김시영
Original Assignee
박주현
김지훈
김진철
이현우
박준민
김시영
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Filing date
Publication date
Application filed by 박주현, 김지훈, 김진철, 이현우, 박준민, 김시영 filed Critical 박주현
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Abstract

The present invention relates to a method for replacing an emergency generator by switching to an uninterruptable power supply (UPS) when insufficient charging is expected in a consumer using an energy storage system (ESS), and a system including the same, and more particularly, to a system that replaces an emergency generator or the like through ESS/UPS switching, solar power generation, and grid connection. According to the present invention, the system includes: an ESS that stores a power provided from a solar panel or provides the stored power to a load; a circuit breaker disposed between a power grid and the ESS; a non-contact transfer switch for switching a power line; a monitoring unit for measuring state information of the grid; and a control unit for receiving the measured state information from the monitoring unit, and controlling a mode of the circuit breaker and a device, wherein the control unit determines an operating state of the grid based on the state information to provide the power to the load when the ESS is in a normal charging state, and to switch to a UPS mode and switch the line to the grid when the ESS is in an insufficient power expectation state so as to provide the power stored in the ESS to the load when an accident or a problem occurs in the grid.

Description

에너지 저장시스템(ESS),무정전 전원공급 장치(UPS) 전환 태양광 발전 시스템{ESS, UPS conversion solar power generation system}Energy storage system (ESS), uninterruptible power supply (UPS) conversion solar power generation system {ESS, UPS conversion solar power generation system}

본 발명은 무정전 전원공급 모드(UPS(Uninterruptible Power Supply) MODE), 에너지 저장 시스템 모드(ESS(Energy Storage System)MODE)를 전환하여 사용 가능한 태양광 발전기 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic generator that can be used by switching an uninterruptible power supply mode (UPS (Uninterruptible Power Supply) MODE) and an energy storage system mode (ESS (Energy Storage System) MODE) and a system including the same.

에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다. An energy storage system is a system that increases energy efficiency by storing produced power in each linked system including a power plant, substation, and transmission line, and then selectively and efficiently using it when power is needed.

에너지 저장 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다. The energy storage system can lower the power generation unit cost and reduce the investment and operation cost required for power facility expansion, thereby reducing the electricity rate and saving energy when the overall load factor is improved by leveling the electric load with large fluctuations by time and season. can do.

이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다. Such an energy storage system is installed and used in power generation, transmission and distribution, and consumers in the power system. Frequency regulation, stabilization of generator output using new and renewable energy, peak shaving, and load leveling , emergency power supply, etc.

에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다. Energy storage systems are largely divided into physical energy storage and chemical energy storage according to storage methods. For physical energy storage, there is a method using pumped water power generation, compressed air storage, flywheel, etc., and for chemical energy storage, there is a method using a lithium-ion battery, a lead-acid battery, or a Nas battery.

한편, 종래의 태양광 발전기에 설치된 에너지 저장 시스템(ESS)의 경우 저장전력 부족이 발생했을 경우 우회선로(Bypass, 계통) 또는 비상 발전기로 전력을 공급하는 방식을 택하고 있다. On the other hand, in the case of an energy storage system (ESS) installed in a conventional photovoltaic generator, when a shortage of stored power occurs, a method of supplying power to a bypass line (system) or an emergency generator is adopted.

즉, 에너지 저장 시스템은 전력 계통의 전력 안정화를 위한 보조적인 역할만을 수행해왔을 뿐이고, 우회선로(Bypass, 계통) 및 비상 발전기를 별도로 운용함으로써 비용과 에너지 효율상에 문제점이 있었다.That is, the energy storage system has only performed an auxiliary role for power stabilization of the power system, and there is a problem in cost and energy efficiency by separately operating a bypass line and an emergency generator.

에너지 저장 시스템(ESS)에서 충전량 부족이 발생하여 우회선로(Bypass, 계통)로 전환된 상태에서 우회선로(Bypass, 계통)측의 전력공급에도 문제가 발생할 경우 에너지 저장 시스템(ESS)가 설치되어 있음에도 수용가 측에 전력공급 문제가 발생할 수 있다. If the energy storage system (ESS) has a problem with the power supply on the bypass line (system) side while it is switched to the bypass route (system) due to insufficient charge, even if the energy storage system (ESS) is installed Power supply problems may occur on the consumer side.

도 1을 참조하면, 종래의 에너지 저장 시스템(ESS)은 계통(300, 상기 우회선로(Bypass)), 비상 발전기(200), 에너지 저장 시스템(ESS)(100) 및 복수의 부하(L1(500), L2(510))에 전기적으로 연결되어 있다. Referring to FIG. 1 , a conventional energy storage system (ESS) includes a system 300 (the bypass), an emergency generator 200, an energy storage system (ESS) 100 and a plurality of loads L1 (500). ), L2 (510)) is electrically connected.

에너지 저장 시스템(ESS)(100)에서 충전량 부족이 발생한 경우, 제1 차단기(130)는 차단되고, 상기 부족 현상을 감지한 감시부(150)의 신호에 의하여 제2 차단기(230) 또는 제 3차단기(330)를 개방한다. When insufficient charging occurs in the energy storage system (ESS) 100 , the first circuit breaker 130 is cut off, and the second circuit breaker 230 or the third The circuit breaker 330 is opened.

일반적으로 계통(300, 상기 우회선로(Bypass)), 비상 발전기(200) 중 한가지만 설치되어 있는 경우가 대부분이며 충전량 부족 발생후 계통(300, 상기 우회선로(Bypass))으로 전환하는 경우 계통에서 사고 발생시 정전이 되며, 비상발전기(200)에 기동시간으로 인한 순간적인 정전이 발생할 수 있다. In general, in most cases, only one of the system 300, the bypass (Bypass) and the emergency generator 200 is installed. When an accident occurs, a power outage occurs, and a momentary power outage may occur in the emergency generator 200 due to the start-up time.

즉, 에너지 저장 시스템(ESS)(100)에서 충전량 부족이 발생하여 제2 차단기(230) 또는 제 3차단기(330)가 개방된 상태에서 계통(300) 또는 비상발전기(200) 에서 추가적인 사고가 발생한 경우, 계통(300) 및 비상 발전기(200)가 복수의 부하(L1(500), L2(510))에 전력을 공급하게 되는데 이로 인해 비상 발전기(200) 또는 계통(300)에서 전력을 사용하게 되어 추가적인 비용 소모가 발생하고 전력 품질에도 문제가 생길 수 있다. That is, an additional accident occurred in the system 300 or the emergency generator 200 in the state in which the second circuit breaker 230 or the third circuit breaker 330 was opened due to insufficient charging amount in the energy storage system (ESS) 100 . In this case, the system 300 and the emergency generator 200 supply power to a plurality of loads L1 ( 500 ), L2 ( 510 ), which causes the emergency generator 200 or the system 300 to use power. This can lead to additional cost and power quality problems.

또한, 에너지 저장 시스템(ESS)(100)을 사용하는 곳에서 계통(300) 및 비상 발전기(200)는 평상시 고장 여부를 수시로 확인하기 어렵기 때문에, 에너지 저장 시스템(ESS)(100)의 충전량 저하로 전력 수급 문제가 발생하였을 때 계통(300) 및 비상 발전기(200)에도 문제가 발생하는 경우 수용가측 부하(L1(500), L2(510))의 전력 수급에 차질이 생기는 문제점이 있다. In addition, since it is difficult to frequently check whether the system 300 and the emergency generator 200 are malfunctioning in normal times where the energy storage system (ESS) 100 is used, the amount of charge of the energy storage system (ESS) 100 decreases. When a problem occurs in the power supply and demand, when a problem occurs in the system 300 and the emergency generator 200, there is a problem in that the power supply and demand of the customer-side loads (L1 (500), L2 (510)) is disrupted.

이후 에너지 저장 시스템(ESS)(100)에 충전상태가 정상으로 되었을때 자동으로 에너지 저장 시스템(ESS)(100)으로 전환되는 시스템의 경우 전환시 잡음, 출력 불안정 등의 문제가 발생하고 있다.. Afterwards, in the case of a system that automatically switches to the energy storage system (ESS) 100 when the state of charge in the energy storage system (ESS) 100 becomes normal, problems such as noise and output instability occur during switching.

또한 태양광 발전기에 결합되어 있는 에너지 저장 시스템(ESS)의 경우 태양광 패널 및 교류에서 직류로 변환하는 충전기(AC to DC)를 통한 방식만으로 충전이 가능하다. In addition, in the case of an energy storage system (ESS) coupled to a photovoltaic generator, charging is possible only through a solar panel and a charger (AC to DC) that converts alternating current to direct current.

상기 교류에서 직류로 변환하는 충전기(AC to DC)의 경우 선로 전환시 발생하는 잡음, 출력 불안정을 줄이기 위하여 사용하며 효율이 좋지 않아 전력손실이 발생하게 된다. 일조량이 좋지않은 겨울, 장마철 등 교류에서 직류로 변환하는 충전기(AC to DC)를 통한 충전량이 많아지는 문제가 발생하며, 그로인한 전력손실 증가 등의 문제가 발생하고 있다. In the case of a charger (AC to DC) that converts AC to DC, it is used to reduce noise and output instability generated during line switching, and power loss occurs due to poor efficiency. There is a problem in that the amount of charge through a charger (AC to DC) that converts alternating current to direct current (AC to DC) increases, such as in winter when sunlight is not good, and during the rainy season, such as an increase in power loss.

본 발명은 일조량이 좋지않은 겨울, 장마철 등 충전전력 부족 문제가 예상될 경우 에너지 저장 시스템(ESS)의 연결을 차단하여, ESS가 비상발전기의 역할을 대체, 수용가에서는 계통에 직접연결하는 무정전 전원 공급장치(UPS) 모드 변경하여 전환시 발생하는 잡음, 출력불안정 등의 문제에서 벗어나고, 교류에서 직류로 변환하는 충전기(AC to DC)를 사용함에 따라 발생하는 전력손실을 줄이기 위하는 것을 목적으로 한다, The present invention blocks the connection of the energy storage system (ESS) when the problem of insufficient charging power is expected, such as in the winter when sunlight is not good, the rainy season, etc., and the ESS replaces the role of an emergency generator. The purpose of this is to avoid problems such as noise and output instability during switching by changing the device (UPS) mode, and to reduce power loss caused by using a charger (AC to DC) that converts AC to DC.

또한, 본 발명은 평상시에는 에너지 저장 시스템(ESS)이 전류원으로 작동함으로써 부하를 계산 및 예측하여 사용량이 많을 경우 무정전 전원 공급장치(UPS) 모드 변경하여 작동하고, 계통이 단절된 경우, ESS가 비상 발전기를 대체함으로써 전력 공급을 원활하게 유지할 수 있는 비상발전기 대체 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention calculates and predicts the load by operating the energy storage system (ESS) as a current source in normal times, and operates by changing the uninterruptible power supply (UPS) mode when the usage is high, and when the system is disconnected, the ESS is an emergency generator It aims to provide an emergency generator replacement system that can smoothly maintain power supply by replacing it.

또한, 본 발명은 필요에 따라 태양광 패널이 없는 상황에서는 UPS로 단독사용, 계통이 없는 곳에서는 ESS로 단독 사용 하는것을 목적으로 한다. In addition, the present invention aims to be used alone as a UPS in a situation where there is no solar panel, and as an ESS in a place where there is no system, if necessary.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기의 목적을 달성하기 위해 무정전 전원공급 장치(UPS), 에너지 저장시스템(ESS)을 일체화 하며, 태양광 패널을 통해 제공받은 전력을 저장하고 저장된 전력을 부하에 제공하는 상기 시스템과 상기 계통 사이에 상기의 목적을 달성하기 위해 무정전 전원공급 장치(UPS), 에너지 저장시스템(ESS)을 일체화 하며, 태양광 패널을 통해 제공받은 전력을 저장하고 저장된 전력을 부하에 제공하는 상기 시스템과 상기 계통 사이에 배치되는 차단기, 상기 계통의 상태 정보를 측정하는 감시부, 및 상기 감시부로부터 측정된 상기 상태 정보를 수신하고, 상기 차단기와 상기 ESS 및 UPS의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)이 정상 충전 상태인 경우 전적으로 상기 부하에 전력을 제공하도록 제어하고, 배터리가 설정된 전력 이하로 감소되어 충전량 부족이 예상되는 경우 ESS를 비상 발전기로 사용하기 위해, 상기 계통에서 부하에 전력을 제공하는 방식인 UPS 모드로 전환 하도록 한다. In order to achieve the above object, an uninterruptible power supply (UPS) and an energy storage system (ESS) are integrated, and between the system and the grid that stores the power provided through the solar panel and provides the stored power to the load. In order to achieve the above object, an uninterruptible power supply (UPS) and an energy storage system (ESS) are integrated, and between the system and the grid that stores the power provided through the solar panel and provides the stored power to the load. A circuit breaker arranged, a monitoring unit measuring the state information of the system, and a control unit receiving the state information measured from the monitoring unit and controlling operations of the circuit breaker and the ESS and the UPS, the energy storage system When the (ESS) is in a normal charging state, it is controlled to provide power to the load entirely, and when the battery is reduced below the set power and a shortage of charge is expected, the system supplies power to the load in order to use the ESS as an emergency generator. Switch to UPS mode, which is the provided method.

상기 상태 정보는, 상기 계통 및 태양광 발전 설비로부터 측정된 전압, 전류를 포함하고, 상기 제어부는 상태 정보를 미리 설정된 기준값(배터리의 전압)과 비교하여 상기 계통의 동작 상태를 판단하여 제어 할 수 있다. The state information includes voltage and current measured from the grid and photovoltaic equipment, and the controller compares the state information with a preset reference value (voltage of the battery) to determine and control the operation state of the system. have.

상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 충전 상태는, 상기 상태 정보가 미리 설정된 기준 범위 이내인 경우 상기 정상 상태로 판단되고, 상기 상태 정보가 미리 설정된 기준 범위 미만 또는 초과인 경우 충전부족 예상 또는 과충전 상태로 판단될 수 있다. The state of charge of the energy storage system (ESS) is determined to be the normal state when the state information is within a preset reference range, and when the state information is less than or greater than the preset reference range, it is expected to be undercharged or overcharged. can be judged.

UPS 모드에서 상기 계통과 수용가측 사이의 연결이 차단되는 경우, 제어부는 상기 계통이 정상 상태로 동작할 때의 동작전압 및 동작 주파수로 상기 ESS가 동작하도록 제어할 수 있다. When the connection between the system and the consumer side is cut off in the UPS mode, the control unit may control the ESS to operate at the operating voltage and operating frequency when the system operates in a normal state.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 ESS(Energy Storage System)에 전기적으로 연결된 계통의 상태 정보를 측정하는 단계, 상기 측정된 상태 정보를 이용하여 상기 계통과 상기 ESS 사이에 배치된 차단기의 동작을 제어하는 단계, 및 상기 차단기의 동작 상태를 기초로 상기 ESS의 동작 모드를 판단하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a step of measuring the state information of a system electrically connected to an ESS (Energy Storage System), and the operation of a circuit breaker disposed between the system and the ESS using the measured state information. controlling, and determining the operating mode of the ESS based on the operating state of the circuit breaker.

전술한 바와 같은 본 발명의 UPS, ESS 전환 시스템에 의하면, 정상 상태시 ESS가 독립적으로 전류원으로 구동되어 부하에 전력을 공급하고, 충전부족 예상 상태일 경우 계통을 통한 전력공급으로 전력 공급을 원활하게 유지하고 ESS를 비상용 발전기로 사용하여 계통 사고시 발생될 수 있는 문제점을 해결할 수 있다는 장점이 있다. According to the UPS and ESS conversion system of the present invention as described above, in a normal state, the ESS is independently driven as a current source to supply power to the load, and in an expected state of insufficient charging, the power supply is smoothly supplied by power supply through the system. It has the advantage of being able to solve problems that may occur in the event of a system accident by maintaining it and using the ESS as an emergency generator.

또한, 본 발명의 UPS, ESS 전환 시스템은 전력 공급 선로 전환으로, 계통 사고시 수용가측의 전력 공급 안정성 및 전력 품질 또한 향상 시킬 수 있다. In addition, the UPS and ESS conversion system of the present invention can also improve power supply stability and power quality on the consumer side in case of a grid accident by switching power supply lines.

또한, 본 발명의 UPS, ESS 전환 시스템의 제어부는 지령에 따라 에너지 저장 시스템에(ESS)서 전원을 공급함으로써, 계통 사고 시 빠른 응답 속도를 확보하고 시스템 단위에서 간편하게 전력 흐름을 확인할 수 있다. In addition, the control unit of the UPS and ESS conversion system of the present invention supplies power from an energy storage system (ESS) according to a command, thereby securing a fast response speed in case of a system accident and can easily check the power flow in the system unit.

또한, 비상용 발전기를 대체함에 따라 설비 유지 보수 및 관리가 용이해지며, 시스템을 관리하는데 필요한 여러 가지 자원 및 비용을 감소시킬 수 있다. In addition, by replacing the emergency generator, it is easy to maintain and manage the equipment, and it is possible to reduce various resources and costs required to manage the system.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 종래의 ESS 방전 및 계통 전력공급 문제가 발생한 경우 ESS의 동작을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 ESS에 충전전력 부족이 예상될 경우 에너지 저장 시스템 모드(ESS) 및 무정전 전원공급 모드(UPS MODE)의 전환 동작을 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 ESS, UPS 전환 태양광 발전 시스템이 구동되는 방식을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 UPS 모드에서 계통 정전이 발생할 경우 ESS로 선로를 전환하는 방식을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 태양광 패널 및 비상충전기를 포함한 ESS, UPS 전환 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing the operation of the ESS in the case of a conventional ESS discharge and system power supply problem.
2 is a view showing the switching operation of the energy storage system mode (ESS) and the uninterruptible power supply mode (UPS MODE) when the ESS of the present invention is expected to lack charging power.
3 is a flowchart illustrating a method in which the ESS, UPS conversion solar power generation system of the present invention is driven.
4 is a flowchart illustrating a method of switching a line to an ESS when a grid outage occurs in the UPS mode of the present invention.
5 is a view showing the ESS, UPS conversion solar power generation system including the solar panel and the emergency charger of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar components are given the same and similar reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

먼저 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ESS, UPS 전환 시스템의 각 구성을 설명하기 위한 도면이다. First, Figure 2 is a view for explaining each configuration of the ESS, UPS conversion system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 살펴보면 한전계통(300), ESS(100)은 각각의 감시부(150, 350)에 연결되며, 상기 감시부(150, 350)에서 파악한 값을 판독하기 위한 제어부, 상기 제어부에서 판독한 값을 토대로 선로를 제어하기위한 무접점 절체 스위치(130, 330), 회로 보호를 위한 차단부를 포함하여 구성 될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the KEPCO system 300 and the ESS 100 are connected to the respective monitoring units 150 and 350 , and a control unit for reading the values determined by the monitoring units 150 and 350 , in the control unit Based on the read value, it may be configured to include a contactless transfer switch 130 and 330 for controlling the line, and a blocking unit for circuit protection.

상기 회로 보호를 위한 차단부 중 DC차단부는 ESS 모듈에서 이상이 발생하는 경우 상기 이상이 발생한 UPS 모듈을 부하로부터 차단하여 부하 및 내부 회로를 보호하기 위한 직류 차단기를 적어도 하나 포함할 수 있다. The DC blocking unit of the circuit protection circuit breaker may include at least one DC circuit breaker for protecting the load and internal circuits by blocking the abnormal UPS module from the load when an abnormality occurs in the ESS module.

한편 AC 차단부는 상용 전원으로부터 입력되는 교류(AC : Alternating Current) 전류(단상의 교류 전류)로부터 단락 등의 이상 상태가 발생하는 경우 상기 상용 전원을 차단하여 과전류 또는 아크 등으로부터 내부 회로를 보호하기 위한 교류 차단기를 적어도 하나 포함할 수 있다. On the other hand, the AC breaker blocks the commercial power when an abnormal condition such as a short circuit occurs from the alternating current (AC: alternating current) input from the commercial power source to protect the internal circuit from overcurrent or arc. It may include at least one AC circuit breaker.

한편 배터리 차단부는 배터리에서 이상 상태가 발생하는 경우 상기 배터리를 차단하여 과전류 또는 아크등으로부터 내부 회로를 보호하기 위한 직류 차단기를 적어도 하나 포함할 수 있다. Meanwhile, the battery breaker may include at least one DC breaker for blocking the battery when an abnormal condition occurs in the battery to protect the internal circuit from overcurrent or arc.

한편 상기 DC 차단부, AC 차단부 또는 배터리 차단부에 포함되는 교류 또는 직류 전류의 차단기는, MCCB(Molded CirCuit Breaker) 또는 ACB(Air Circuit Breaker)를 적어도 하나 포함하여 구성될 수 있다.또한 이하의 설명에서 각각의 차단부들은 온(on) 되는 경우 전로를 폐로하여 전로가 연결되도록 하고, 오프(off) 되는 경우 전로를 개로하여 전로를 단락 또는 차단시키는 것으로 설명하기로 한다. Meanwhile, the AC or DC current circuit breaker included in the DC blocking unit, AC blocking unit, or battery blocking unit may be configured to include at least one MCCB (Molded Circuit Breaker) or ACB (Air Circuit Breaker). In the description, when each of the blocking units is on, the circuit is closed to connect the converter, and when the circuit is turned off, the circuit is opened to short-circuit or block the circuit.

먼저 도 3은 본 발명의 ESS, UPS 전환 태양광 발전 시스템이 구동되는 방식을 설명하는 순서도이다. First, Figure 3 is a flow chart explaining the way the ESS, UPS conversion solar power generation system of the present invention is driven.

도 3의 전력량 25% 부분은 예시를 위한것으로 제어부에서 변경 가능하며 수용가측 부하 상황에 따라 자동적으로 제어 가능한 제어부를 포함하여 구성 할 수 있다. The 25% portion of the amount of power in Fig. 3 is for illustration, and can be changed in the control unit and can be configured to include a control unit that can be automatically controlled according to the customer-side load situation.

먼저 도 4는 본 발명의 UPS 모드에서 계통 정전이 발생할 경우 ESS로 선로를 전환하는 방식을 설명하는 순서도이다. First, FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of switching a line to an ESS when a grid outage occurs in the UPS mode of the present invention.

도 4의 알림 발생 부분은 경보음, 경광등, 모바일팝업알림, 문자메시지 등 다양한 방법으로 알림을 발생 하는 방법을 포함한다. The notification generation part of FIG. 4 includes a method of generating a notification in various ways, such as an alarm sound, a warning light, a mobile pop-up notification, and a text message.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 ESS, UPS 전환 태양광 발전 시스템의 각 구성을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining each configuration of the ESS, UPS conversion solar power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 살펴보면 태양광 패널(400)로 부터 직류(DC : Direct Current)를 입력받아 배터리 충전용 전압으로 전환하는 태양광 패널 컨트롤러(420), 상기 태양광 패널 컨트롤러(420)에서 출력되는 전압 및 전류값을 확인하기 위한 감시부(150), 상기 태양광 패널 컨트롤러(420)을 통해 충전 전압을 받을 배터리(460) 및 교류(AC : Alternating Current)부하를 사용하기위한 인버터(480), 상기 배터리(460) 문제 발생시 비상충전 가능한 배터리 충전기(470), 부하에 전력을 공급하기전 사고파급 및 내부회로 보호를 위해 전술한 AC차단부를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the solar panel controller 420 that receives direct current (DC) from the solar panel 400 and converts it into a battery charging voltage, the solar panel controller 420 outputs A monitoring unit 150 for checking voltage and current values, a battery 460 to receive a charging voltage through the solar panel controller 420, and an inverter 480 for using an AC (Alternating Current) load, The battery 460 may be configured to include an emergency chargeable battery charger 470 when a problem occurs, and the aforementioned AC breaker for accident propagation and internal circuit protection before supplying power to the load.

상기 AC차단부에는 한전계통과 ESS가 동시 투입되지 않도록 제 1차단기(130)와 제 3차단기(330)에는 서로 인터록 장치가 필히 포함 되어야 한다. The first circuit breaker 130 and the third circuit breaker 330 must include an interlock device to prevent simultaneous input of the KEPCO system and the ESS to the AC circuit breaker.

제어부 동작을 위한 전원을 확보하기 위해 배터리(460)와 제어부 사이 DC-DC 컨버터를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 상기 전로를 개로하기 위한 배터리 차단부를 하나 포함 할 수 있다. At least one DC-DC converter between the battery 460 and the control unit may be included in order to secure power for operation of the control unit, and a battery blocking unit for opening the circuit may be included.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects, but rather as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: ESS 130 : 제 1차단기(무접점 절체 스위치) 150: ESS 감시부
200: 비상발전기 230 : 제 2차단기(무접점 절체 스위치)
250: 비상발전기 감시부
300: 계통 330 : 제 3차단기(무접점 절체 스위치) 350: 계통 감시부
400 : 태양광 패널 420 : 태양광 패널 컨트롤러
460 : 배터리 470 : 배터리 충전기 480 : 인버터
500 : 부하1 510 : 부하2
100: ESS 130: 1st circuit breaker (solid-state transfer switch) 150: ESS monitoring unit
200: emergency generator 230: second breaker (solid-state transfer switch)
250: emergency generator monitoring unit
300: system 330: third circuit breaker (solid-state transfer switch) 350: system monitoring unit
400: solar panel 420: solar panel controller
460: battery 470: battery charger 480: inverter
500: load 1 510: load 2

Claims (4)

계통으로부터 제공받은 전력을 저장하거나, 저장된 전력을 부하에 제공하는 ESS(Energy Storage System);
상기 계통과 상기 ESS 사이에 배치되는 차단기;
상기 계통의 상태 정보를 측정하는 감시부; 및
상기 감시부로부터 측정된 상기 상태 정보를 수신하고, 상기 차단기와 상기 ESS의 동작을 제어하는
제어부를 포함하되,
상기 제어부는 상태 정보를 기초로 상기 계통의 동작 상태를 판단하여,
상기 계통이 정상 충전 상태인 경우, 수용가측에 상기 ESS가 전적으로 상기 부하에 전력을 제공하도록 제어하고,
상기 계통이 충전 부족 예상 상태인 경우, 상기 계통에서 전력을 공급받고 계통에 문제가 생겼을 경우 ESS에 저장된 전력을 상기 부하에 제공하는 UPS, ESS 전환 시스템
ESS (Energy Storage System) that stores the power provided from the system or provides the stored power to a load;
a circuit breaker disposed between the system and the ESS;
a monitoring unit for measuring the state information of the system; and
Receiving the measured state information from the monitoring unit, and controlling the operation of the breaker and the ESS
including a control,
The control unit determines the operating state of the system based on the state information,
When the system is in a normal charging state, the consumer side controls the ESS to exclusively provide power to the load,
UPS, ESS conversion system that receives power from the system when the system is in an expected state of insufficient charge and provides the power stored in the ESS to the load when there is a problem in the system
제1항에 있어서,
상기 상태 정보는,
상기 계통으로부터 측정된 전압, 전류 정보를 포함하고,
상기 제어부는 상기 상태 정보를 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 계통의 동작 상태를 판단하는 UPS, ESS 전환 시스템
According to claim 1,
The status information is
Including voltage and current information measured from the system,
The control unit compares the state information with a preset reference value to determine the operating state of the system, UPS, ESS conversion system
제1항에 있어서,
상기 계통의 동작 상태는,
상기 상태 정보가 미리 설정된 기준 범위 이내인 경우 상기 정상 상태로 판단되고, 상기 상태 정보가 미리 설정된 기준 범위 미만 또는 초과인 경우 상기 충전 부족 예상 또는 과충전 상태로 판단되는 UPS, ESS 전환 시스템
According to claim 1,
The operating state of the system is,
If the status information is within a preset reference range, it is determined as the normal state, and when the status information is less than or exceeding the preset reference range, the UPS, ESS conversion system that is determined to be the under-charged or overcharged state
제1항에 있어서,
상기 계통과 상기 수용가측 연결이 차단되는 경우, 상기 제어부가 상기 계통이 정상 상태로 동작할 때의 동작전압 및 동작 주파수로 상기 ESS가 동작하도록 제어하는 UPS, ESS 전환 시스템.


According to claim 1,
UPS, ESS conversion system in which the control unit controls the ESS to operate at the operating voltage and operating frequency when the system operates in a normal state when the connection between the system and the consumer is cut off.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118054453A (en) * 2024-04-16 2024-05-17 国网(山东)电动汽车服务有限公司 Distributed energy storage equipment and double-circuit access mode thereof

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